Quelle diversité des essences forestières pour quelle production et
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Quelle diversité des essences forestières pour quelle production et
Quelle diversité des essences forestières pour quelle production et quel fonctionnement du sol ? QUESTION Une analyse des conséquences de la dissimilarité fonctionnelle des espèces sur le fonctionnement des écosystèmes forestiers Appel d’offre GIP Ecofor ‘Biodiversité et Gestion Forestière’ 2005 Coordinateur: Jacques ROY La mesure de la biodiversité Structure vs. Composition Nombre, Proportion sp. Propriétés sp. Richesse spécifique Equitabilité Nombre groupes fonctionnels E E E Dissimilarité fonctionnelle Divergence taxonomique Exemple: diversité faune et décomposition litière Litter feeders: (Heemsbergen et al. Science 2004) Net diversity effect on soil respiration (A) and leaf litter mass loss (B) in relation to species number. A nonsignificant regression between species number and soil respiration (linear regression, F47, 46 = 1.46, P = 0.22) and leaf litter mass loss (linear regression, F47, 46 = 0.29, P = 0.60) indicates that negative or positive net diversity effects were not related to species number. La mesure de la dissimilarité fonctionnelle Diversité des attributs fonctionnels (FAD, Walker et al. 1999) c a d b > c a d Diversité fonctionnelle (FD Petchey & Gaston 2002) b Recherche de la ‘dissimilarité efficace’ flDissimilarité basée sur 10 traits de 7 espèces basée sur 6 traits basée sur 3 traits …… Recherche de la combinaison de traits la plus fortement corrélée à la variation avec la diversité d’un ou des paramètres du fonctionnement de l’écosystème ‡ Suggestion du ou des mécanismes sous jacents Exemple: diversité faune et décomposition litière Net diversity effect on soil respiration (A) and leaf litter mass loss (B) in relation to mean functional dissimilarity (10) of species in the community). A significant positive regression between the mean functional dissimilarity of the communities and the net diversity effect for soil respiration (linear regression, F46, 47 = 11.97, P = 0.001) and leaf litter mass loss (linear regression, F47, 46 = 7.48, P = 0.009) indicates that positive net diversity effects are more pronounced in communities consisting of functionally dissimilar species. SYNOPTIQUE DU PROJET QUESTION Questions La dissimilarité fonctionnelle explique-t-elle bien la relation biodiversité - fonctionnement de l’écosystème ? Quels sont les traits des espèces les plus pertinents dans cette relation ? Quels sont les mécanismes impliqués dans cette relation ? Dispositifs Littérature plantations forestières Littérature microcosmes litière Manipes Paracou 1, 2 sps Décades Productivité 1, 2, 3, 4 sps 1, 2, 3, 4 sps 6 à 24 mois Décades Décomposition Décomposition Biologie sol Traits des arbres Traits des feuilles Traits feuilles sénescentes Traits feuilles sénescentes Autre ? Diversité ?, activité microbiennes Faune … ? A. Plantations forestières Résultats disparates A. Plantations forestières Littérature disponible 20 à 30 expérimentations ; cultures pures, mélanges binaires Biologie arbres, chimie feuilles; productivité, propriété sol Pb grande variabilité milieux Objectifs - Trouver de la cohérence dans l’ensemble des résultats - Recherche des caractéristiques associées à une réponse + ou - SYNOPTIQUE DU PROJET QUESTION Questions La dissimilarité fonctionnelle explique-t-elle bien la relation biodiversité - fonctionnement de l’écosystème ? Quels sont les traits des espèces les plus pertinents dans cette relation ? Quels sont les mécanismes impliqués dans cette relation ? Dispositifs Littérature plantations forestières Littérature microcosmes litière Manipes Paracou 1, 2 sps Décades Productivité 1, 2, 3, 4 sps 1, 2, 3, 4 sps 6 à 24 mois Décades Décomposition Décomposition Biologie sol Traits des arbres Traits des feuilles Traits feuilles sénescentes Traits feuilles sénescentes Autre ? Diversité ?, activité microbiennes Faune … ? B. Décomposition de la litière Résultats disparates Gartner & Cardon Oikos 2004 B. Décomposition de la litière Littérature disponible > 160 mélanges (2 à 4 espèces) Etude possible échantillons dans mêmes conditions expérimentales Objectifs - Trouver de la cohérence dans les résultats - Recherche traits des feuilles sénescentes qui jouent un rôle dans effet diversité SYNOPTIQUE DU PROJET QUESTION Questions La dissimilarité fonctionnelle explique-t-elle bien la relation biodiversité - fonctionnement de l’écosystème ? Quels sont les traits des espèces les plus pertinents dans cette relation ? Quels sont les mécanismes impliqués dans cette relation ? Dispositifs Littérature plantations forestières Littérature microcosmes litière Manipes Paracou 1, 2 sps Décades Productivité 1, 2, 3, 4 sps 1, 2, 3, 4 sps 6 à 24 mois Décades Décomposition Décomposition Biologie sol Traits des arbres Traits des feuilles Traits feuilles sénescentes Traits feuilles sénescentes Autre ? Diversité ?, activité microbiennes Faune … ? C. Le dispositif de Paracou piste Caryocar glabrum . . . . . . . . . . . .. . . . Vochysia .. tomentosa .. a . Hymenaea courbaril Goupia glabra Simarouba amara Virola surinamensis Carapa procera . . . . . . . . . . . .. . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . .. .. .. .. .. .. .. . 2. .. .. .. .. .. .. . . . . . . . . . . . .. . . . . . .. . . . . . . . . . . . . .. . . . . . .. . 3 . . . .2 . . . . . . . .. . . . . . .. . ....... ....... ....... ....... ....... ....... ....... . . . 2. . . .3 ....... ....... . . . . . . .2 .. .. .. .. .. .. .. ....... . . . 2. . . .4 ....... ....... ....... . . . . . . .2 ....... ....... . . . 2. . . . 4 ....... ....... . . . . . . .2 ....... ....... ....... 3 . . . . . . .3 ....... Dicorynia .. .. .. .. .. .. .. 2 guianensis .. .. .. .. .. .. .. ....... . .. . . . . . . . . . .. . . . . . . . . .. .. .. .. .2 . .. .. .. .. .. .. . .. . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . .. . . . . . . . . Diplotropis purpurea Platonia insignis . . . . . . . . . . . . . . 3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . LEGENDE ... . . . Arbres individuels ... . . . (7x7 par monoculture) ... ... ... Parcelles d’étude en monoculture (2 témoins et 2 avec tranchées) Parcelles d’étude en mélange (2, 3 or 4 espèces) . . . Symphonia . . cf. globulifera . . ....... ....... . . . . . . . Peltogyne ....... .. .. .. .. .. .. .. venosa ....... 2 ....... ....... . . . . . . . Eperua ....... . . . . . . . falcata ....... ....... . . . 2. . . . ....... . . . . . . . Protium ....... .. .. .. .. .. .. .. cf. sagotianum ....... . . . 2. . . . ....... . . . . . . . Sterculia ....... . . . . . . . cf. pruriens ....... ....... . . . 2. . . . ....... . . . . . . . Qualea ....... .. .. .. .. .. .. .. rosea ....... N C. Dispositif de Paracou Etude de la décomposition En mésocosmes in situ avec faune 16 litières simples; 14 mélanges binaires; 6 ternaires; 6 quaternaires - 84 mésocosmes installés dans zones correspondantes - 84 mésocosmes installés dans zone neutre 6 mélanges ternaires et 6 quaternaires: apport cf phénologie chute litière -24 mésocosmes Mesures: respiration; pertes en poids, pertes en N et P Analyse de la dissimilarité fonctionnelle Chimie feuille (C, N, P, Ca, CEL, HEMCEL, LIGN, phénols, cendres, sucres) Effet long terme (différence long – court termes) Effet phénologie (non) C. Dispositif de Paracou Chimie des feuilles sénescentes C/N 0,60 ASH Qualea LIG STRU LIGCEL Résorp Caryocar Dicorynia C/P 0,40 F2 (17%) P mg/g FS DM 0,50 Virola 0,30 Eperua Symphonia CEL HEM HOL C P Hymenaea Diplotropis 0,20 N Platonia 0,10 5 10 15 20 N mg/g FS DM -7.5 -5.0 -2.5 0.0 F1 (41%) 2.5 5.0 C. Dispositif de Paracou Etude de l’effet à long terme sur le sol In situ dans les zones de transition propriétés physico-chimiques du sol respiration du sol (avec ou sans litière aérienne) disponibilité N et P activité microbienne (respiro, nit-dénit) structure communauté microbienne (PLFA, Biolog) ?? Analyse de la dissimilarité fonctionnelle Chimie feuille (C, N, P, Ca, CEL, HEMCEL, LIGN, phénols, cendres, sucres) Phénologie de la chute de litière Chimie racine (idem) Productivité des espèces Equipes participantes CEFE-CNRS, 34293 Montpellier Cedex 5 ROY Jacques (Coordinateur), HATTENSCHWILER Stephan, COUTEAUX Marie-Madeleine, LENSI Robert, PINAY Gilles, SONIE Laurette ECOFOG BP 709, 97387 Kourou Cedex, Guyane DOMENACH Anne-Marie; PONTON Stephane (coordinateur), BONAL Damien, JOSEPHZOON Isabelle, GORET Jean-Yves Institute of Environmental Sciences, University of Zurich, Winterthurerstrasse 190, CH-8057 Zurich, Suisse SCHMID Bernard (coordinateur) HECTOR Andy Department of Animal and Plant Sciences, Sheffield University, Western Bank, Sheffield S10 2TN, UK PETCHEY Owen (coordinateur)